تشع الشمس باستمرار الطاقة إلى الأرض كل يوم. يعتمد جوهر الحياة على الأرض أيضًا على الطاقة التي تشعها الشمس ، ولكن في الواقع ، تمثل الطاقة التي تتلقاها الأرض من الشمس نفسها جزءًا صغيرًا جدًا من الطاقة المنبعثة من الشمس. ، والتي تمثل 1 / 2.2 مليار من إجمالي الطاقة المشعة المنبعثة من الشمس إلى الكون ، ولكن حتى هذا الجزء الصغير يكفي لنمو كل شيء على الأرض.
قيمة الثابت الشمسي الذي أعلنته المنظمة العالمية للأرصاد الجوية عام 1981 هي 1368 وات / متر مربع. يمر الإشعاع الشمسي عبر الغلاف الجوي ، ويصل جزء منه إلى الأرض ، وهو ما يسمى بالإشعاع الشمسي المباشر ؛ الجزء الآخر يتم امتصاصه وتناثره بواسطة جزيئات الغلاف الجوي والغبار وبخار الماء في الغلاف الجوي. والتفكير. يعود جزء من الإشعاع الشمسي المتناثر إلى الفضاء ، ويصل الجزء الآخر إلى الأرض. يسمى الجزء الذي يصل إلى الأرض بالإشعاع الشمسي المتناثر. يسمى مجموع الإشعاع الشمسي المتناثر والإشعاع الشمسي المباشر الذي يصل إلى الأرض بالإشعاع الكلي. بعد مرور الإشعاع الشمسي عبر الغلاف الجوي ، تتغير شدته وتوزيع الطاقة الطيفية.
طاقة الإشعاع الشمسي التي تصل إلى الأرض أصغر بكثير من الحد الأعلى للغلاف الجوي. بعد امتصاص الغلاف الجوي وانعكاسه ، يمكن أن يستقبل السطح حوالي 1 ، 000 واط لكل متر مربع ، ويبلغ إجمالي الكمية التي تتلقاها الأرض حوالي 11 مليار كيلو واط / ساعة. ودعنا نفترض أنه يمكننا تغطية سطح الأرض بالكامل بألواح شمسية. ثم يبلغ توليد الطاقة في عام واحد حوالي 1 مليار كيلوواط ساعة. في عام 2016 ، بلغ إجمالي توليد الطاقة في العالم 25 تريليون كيلوواط ساعة. إنها 1/40 ، 000 من الطاقة الشمسية التي تتلقاها الأرض.
لماذا درجة حرارة الارض في حالة اتزان؟
يعتمد تغير درجة حرارة الأرض على الخصائص التي لا تمتلكها الكواكب الأخرى بالضرورة ، مثل الغلاف الجوي وتيارات المحيط وسرعة الدوران المناسبة ، ويحافظ على فاصل زمني ثابت نسبيًا. الزاوية بين المستوى المداري الذي يدور حول الشمس ومحور الأرض نفسها ، يتلقى نصفي الكرة الشمالي والجنوبي إشعاعًا شمسيًا مختلفًا في أوقات مختلفة ، لذلك تنخفض درجة الحرارة في الشمال إلى 30 درجة مئوية تحت الصفر في الشتاء ، ويمكن أن تكون مثل تصل إلى 30 درجة مئوية في الصيف ، و 60 درجة في الوسط. الفرق بين الدرجات ، بالنظر إلى الحجم الهائل للأرض ، فإن الطاقة المستلمة والمفقودة ضخمة جدًا ؛ في الوقت نفسه ، سيكون هناك فرق واضح نسبيًا في درجة الحرارة بين النهار والليل في منطقة ما ، وذلك لأن الجزء من الأرض الذي لا تضيئه الشمس ليلًا سوف يشع إلى طاقة الكون ، وبالتالي تقليل درجة الحرارة. لذلك تتغير درجة حرارة الأرض طوال الوقت ، وهذا التغيير على وجه التحديد بسبب تذبذب الطاقة التي تتلقاها الأرض وتطلقها ، والتي لا تنتهك قانون الحفاظ على الطاقة.
لأكثر من أربعة مليارات سنة ، كانت الأرض تغمرها بريق الشمس ، والشمس تشع بسخاء الطاقة إلى الأرض في كل لحظة. وفقًا لفهم عام ، يجب أن تصبح الأرض أكثر دفئًا وأكثر سخونة. ومع ذلك ، في الواقع ، لم تصبح الأرض أكثر دفئا. في سنوات الأرض الطويلة ، واجهت أيضًا أربعة عصور جليدية. الأرض على طول: باردة - دافئة - باردة - ثم أكثر دفئًا - أبرد ... مرارًا وتكرارًا ، دورة تبادلية ولا تسخن أبدًا!
أين تذهب الطاقة المشعة من الشمس إلى الأرض؟ يمكن لجميع الأجسام ذات درجة الحرارة أن تنتج إشعاعًا ، وتشع الأجسام ذات درجة الحرارة المرتفعة الضوء المرئي والأشعة فوق البنفسجية (الموجة القصيرة) ، والأجسام ذات درجة الحرارة المنخفضة تشع الأشعة تحت الحمراء (الموجة الطويلة). ارتفاع درجة حرارة سطح الشمس يشع الأشعة فوق البنفسجية والضوء المرئي إلى الأرض ، ودرجة حرارة سطح الأرض المنخفضة تشع الأشعة تحت الحمراء إلى الكون! تحافظ الأرض على تغير المناخ ، وتستهلك الطاقة لتدوير وتدور حول الشمس ، ويتم تحويل كمية صغيرة جدًا من الطاقة إلى فحم ونفط وغاز طبيعي لتخزين الطاقة. يتم الوصول إلى التوازن بشكل أساسي ، وبالتالي فإن درجة حرارة سطح الأرض ثابتة تقريبًا لفترة طويلة!
استهلاك الطاقة الأحفورية يؤدي إلى الاحتباس الحراري
تشير الطاقة الأحفورية إلى الفحم والنفط والغاز الطبيعي وما إلى ذلك التي تكونتها الكائنات الحية على مدى مئات الملايين من السنين. إنه مصدر طاقة غير متجدد. لقد تطورت جميعها من بقايا النباتات والحيوانات منذ مئات الملايين من السنين. تتكون جميع أنواع الوقود الأحفوري من الهيدروكربونات. ، يمثل الوقود الأحفوري حاليًا 80 في المائة من مصادر الطاقة في العالم الصناعي. على الرغم من أن الطاقة الأحفورية ضئيلة للغاية مقارنة بالطاقة الشمسية ، إلا أن كمية الحرارة وثاني أكسيد الكربون الناتجة عن الطاقة الأحفورية ، والتي تم تخزينها لمليارات السنين واستهلاكها من قبل البشر لمئات السنين ، مذهلة أيضًا ، والتي قد تدمر التوازن المناخي الحالي .
سوف ينتج الناس الذين يحرقون الوقود الأحفوري ، مثل النفط والفحم وما إلى ذلك ، كمية كبيرة من غازات الاحتباس الحراري. تتميز غازات الدفيئة هذه بشفافية عالية للضوء المرئي من الإشعاع الشمسي ، ولكنها تمتص بشدة إشعاع الموجات الطويلة المنبعثة من الأرض ، ويمكنها امتصاص الإشعاع الأرضي بقوة. الأشعة تحت الحمراء في الأرض ، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الأرض ، أي تأثير الاحتباس الحراري. سيؤدي الاحترار العالمي إلى إعادة توزيع هطول الأمطار العالمي ، وذوبان الأنهار الجليدية والتربة الصقيعية ، ورفع مستويات سطح البحر ، مما لا يعرض فقط توازن النظم البيئية الطبيعية للخطر ، ولكنه يهدد أيضًا بقاء الإنسان. تسبب انبعاث غازات الدفيئة على اليابسة في ارتفاع درجة حرارة القارة ، وأصبح فرق درجات الحرارة بين القارة والمحيط أصغر ، مما أدى إلى إبطاء تدفق الهواء ، ولا يمكن تفجير الضباب الدخاني في وقت قصير . اليوم ، أصبح كوكبنا أكثر سخونة مما كان عليه في العامين 000 الماضيين ، وإذا استمر الوضع في التدهور ، بحلول نهاية هذا القرن ، سترتفع درجة حرارة الأرض إلى 2- مليون- ارتفاع العام.
الطاقة الشمسية لن تعطل توازن درجة حرارة الأرض
توليد الطاقة الشمسية هو جهاز يحول الطاقة الشمسية مباشرة إلى طاقة كهربائية باستخدام مكونات البطارية أو آلات الطاقة الحرارية. لا تستهلك الوقود الأحفوري. في نظام توازن درجة حرارة الأرض ، لا يولد المزيد من الطاقة ؛ محطات الطاقة الشمسية مبنية على السطح والأرض ولا يوجد صوبة. لن تؤثر انبعاثات الغازات على الإشعاع الخارجي للأرض ؛ تُبنى محطات الطاقة الشمسية بشكل عام على أرض لا يمكن زراعتها ، لذلك لن تؤثر على امتصاص الطاقة الضوئية من قبل النباتات الخضراء الأخرى (بما في ذلك الطحالب) على الأرض.